Erfolg mit Grubengas

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Grubengas

Was ist Grubengas?

Grubengas besteht hauptsächlich aus Methan (CH4), Kohlendioxid (CO2) und Stickstoff (N2). In ehemaligen Steinkohlenrevieren wird es aus der Kohle freigegeben und tritt in die Atmosphäre aus. Das Methan trägt mit einem Global Warming Potential (GWP)  von 21 maßgeblich zu einer Verstärkung des Treibhauseffektes bei und stellt durch mögliche Bildung explosiver Gemische mit Luftsauerstoff ein Sicherheitsrisiko dar.

Methan ist eine, organische gasförmige Verbindung, die aus Kohlenstoff und Wasserstoff besteht und mit der Formel CH4 das erste Mitglied der Kohlenwasserstoffreihe bildet. Das Gas ist leichter als Luft, farblos, geruchlos und leicht entzündlich. Methan ist ein Hauptbestandteil von Erdgas, kommt als Grubengas in Kohlegruben vor, ist ein Beiprodukt der Erdölraffination und entsteht bei den Zersetzungsprozessen in Sümpfen und Weltmeeren. Außerdem ist Methan ein wichtiger Bestandteil in der Atmosphäre der äußeren Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. In der Erdatmosphäre spielt es scheinbar bei der Bildung leuchtender Nachtwolken eine Rolle. Methan kann z. B. durch Hydrierung von Kohlenstoff oder Kohlenoxid oder durch die Reaktion von Wasser mit Aluminiumcarbid hergestellt werden. Das Gas wird nicht nur als Brennstoff genutzt. In der chemischen Industrie ist Methan ein wichtiger Synthesebaustein. So dient es beispielsweise zur Herstellung von Synthesegas, das man für viele technische Prozesse (z. B. zur Ammoniaksynthese) benötigt. Methan wird u. a. auch zur Erzeugung von Cyanwasserstoffsäure (Blausäure), Halogenkohlenwasserstoffe, Acetylen (Ethin) und Ruß (z. B. Druck- und Reifenindustrie) verwandt.

Der Schmelzpunkt von Methan liegt bei -182,5 °C, der Siedepunkt bei -161,5 °C.

Kohlendioxid, ist ein farbloses, geruchloses und nicht brennbares Gas, das etwa um den Faktor 1,5 dichter als Luft ist. CO2 ist zwar ungiftig, wirkt  aber ab einer Konzentration von 5% erstickend. Bei 20 °Celsius und einem Luftdruck von 1 bar lösen sich in einem Volumen Wasser etwa 0,9 Volumen Kohlendioxid und bilden die sog. Kohlensäure- mit zunehmendem Druck lassen sich mehr Anteile Kohlendioxid in Wasser lösen. Bei Druckverminderung verflüssigt sich das Gas, wobei ein Teil der entstehenden Flüssigkeit derart schnell verdampft, dass der verbleibende Rest durch die sich bildende Kälte fest wird. Diesen Kohlensäureschnee verwendet man u. a. als Feuerlöschmittel (siehe Feuerlöscher) und Kühlmittel (Trockeneis). Kohlendioxid kommt in der Natur sowohl in freiem Zustand als auch in gebundenem Zustand vor. In freier Form ist Kohlendioxid zu 0,03 Volumprozent an der Luft beteiligt und zu fünf zehntausendstel Volumprozent im Meerwasser enthalten. In gebundener Form findet man Kohlendioxid vor allem im Calciumcarbonat (CaCO3), z. B. Kalkstein, Kreide, und in Magnesiumcarbonat (MgCO3).

Stickstoff, ist mit 79% ein wesentlicher Bestandteil der Luft. Er kommt als zweiatomiges Molekül (N2) in der Natur vor. Das Gas wurde im Jahr 1772 von dem englischen Arzt Daniel Rutherford erstmals isoliert, aber erst der französische Chemiker Antoine Laurent Lavoisier erkannte 1776, dass es sich bei dem neu entdeckten Gas um ein Element handelte.

Eigenschaften: Stickstoff ist ein farb-, geruch- und geschmackloses, nicht giftiges Gas und lässt sich zu einer farblosen Flüssigkeit kondensieren. Das Element schmilzt bei -210,01 °C und siedet bei -195,79 °C. Seine Dichte beträgt bei einer Temperatur von 0 °C und einem Druck von 1 Atmosphäre (100 Kilopascal) 1,251 Gramm pro Liter, seine Atommasse liegt bei 14,007 u. Stickstoff bildet zwei natürliche Isotope. Außerdem konnte man vier radioaktive Isotope künstlich erzeugen.

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